Astronomowie otrzymali „zielone światło” do wykonania ekscytującego testu Ogólnej Teorii Względności Einsteina dzięki potwierdzeniu statusu gwiazdy S0-2.
Jak dotąd istniały pewne podejrzenia, że gwiazda S0-2 może w rzeczywistości być układem podwójnym, w którym dwie gwiazdy krążą wokół wspólnego środka masy. W takim przypadku znacząco utrudnione byłoby wykonanie testu grawitacji.
[AdSense-A]
Jednak w badaniach opublikowanych ostatnio w periodyku Astrophysical Journal, zespół astronomów kierowany przez naukowca z UCLA odkrył, że S0-2 nie ma towarzysza, a przynajmniej takiego, który jest wystarczająco masywny, aby przeszkadzać w krytycznych pomiarach, których astronomowie potrzebują do przetestowania teorii opracowanej przez Einsteina.
Badacze dokonali tego odkrycia wykonując pomiary spektroskopowe gwiazdy S0-2 przy wykorzystaniu zainstalowanego w Obserwatorium W. M. Kecka instrumentu OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph (OSIRIS) oraz Laser Guide Star Adaptive Optics.
„To pierwsze badania analizujące S0-2 jako spektroskopowy układ podwójny” mówi główny autor Devin Chu z Hilo, student astronomii w UCLA. „To niesamowicie satysfakcjonujące. Nasze badania dają nam pewność, że jeżeli jest to układ podwójny, to towarzysz nie wpłynie znacząco na naszą zdolność zmierzenia grawitacyjnego przesunięcia ku czerwieni”.
Ogólna Teoria Względności Einsteina zakłada, że światło pochodzące z silnego pola grawitacyjnego ulega rozciągnięciu lub „przesunięciu ku czerwieni”. Badacze oczekują, że uda im się bezpośrednio zmierzyć to zjawisko, które będzie miało miejsce wiosną gdy S0-2 maksymalnie zbliży się do supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.
To pozwoli badaczom z Grupy Centrum Galaktyki (Galactic Center Group na UCLA) zaobserwowanie maksymalnego przyciągania gwiazdy w punkcie, gdzie wszelkie odchylenia od teorii Einsteina powinny być największe.
„To będą pierwsze pomiary tego typu” mówi współautor opracowania Tuan Do, zastępca dyrektora GCG. „Grawitacja jest najsłabiej przebadaną siłą natury. Teoria Einsteina przeszła wszystkie inne testy bez żadnych problemów, zatem jeżeli uda nam się dostrzec jakieś odchylenia w pomiarach, z pewnością pojawi się wiele pytań o naturę grawitacji!”
„Czekamy na to od 16 lat” mówi Chu. „Nie możemy się doczekać, aby zobaczyć jak gwiazda będzie zachowywała się w silnym polu grawitacyjnym czarnej dziury. Czy S0-2 będzie poruszała się zgodnie z teorią Einsteina czy też zaprzeczy obowiązującym obecnie prawom fizyki? Wkrótce się dowiemy!”
Badania pozwolą także rzucić nowe światło na osobliwe narodziny S0-2 i jej gwiezdnych towarzyszy w Gromadzie S. Fakt, że te gwiazdy istnieją tak blisko supermasywnej czarnej dziury jest osobliwy, ponieważ są one niezwykle młode; proces w jakim mogły powstać w tak niesprzyjającym środowisku pozostaje tajemnicą.
„Procesy gwiazdotwórcze w centrum galaktyki są niezwykle utrudnione z uwagi na brutalną siłę oddziaływań pływowych ze strony czarnej dziury, która może rozrywać obłoki gazu zanim zdążą w nich powstać jakiekolwiek gwiazdy” mówi Do.
„S0-2 jest bardzo szczególną i zagadkową gwiazdą” mówi Chu. „Zazwyczaj nie obserwujemy powstawania młodych, gorących gwiazd takich jak S0-2 tak blisko supermasywnej czarnej dziury. Oznacza to, że musiała ona powstać w jakiś inny sposób”.
Istnieje kilka teorii, które oferują możliwe wyjaśnienie tego fenomenu. Jedna z nich mówiła o tym, że S0-2 to w rzeczywistości gwiazda podwójna. „Udało nam się nałożyć górne ograniczenie na masę potencjalnego towarzysza s0-2” mówi Chu. Te nowe ograniczenia przybliżają astronomów o kolejny krok do zrozumienia tego nietypowego obiektu.
„Gwiazdy tak masywne jak S0-2 prawie zawsze mają jakiegoś gwiezdnego towarzysza. Mamy szczęście, bowiem brak towarzysza sprawia, że pomiary efektów ogólnej teorii względności będą łatwiejsze, aczkolwiek pogłębia się jednocześnie tajemniczość tej gwiazdy” mówi Do.
Źródło: W. M. Keck Observatory
[AdSense-B]